CN102899437A

CN102899437A - 一种直接还原铁生产用中频炉

Info

Publication number: CN102899437A
Application number: CN2012103615545A
Authority: CN
Inventors: 邹建明
Original assignee: GUIZHOU XINTIANDI EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: Zou Jianming
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明公开了一种直接还原铁生产用中频炉，构造包括炉体，其特征在于：炉体外壁设有耐火保温材料（4），在耐火保温材料（4）内设有线圈（3），在炉体内设有发热胆（6），发热胆（6）两侧为加热隔层（5），炉体上方设有进料口（7）和烟气管道（8），炉体底部的机座（2）内设有出料口（1）。本发明能够将任意品位的块矿和适量炭块作为还原剂混合后，经本发明的装置以固态直接还原成海绵铁。本发明的装置摆脱了对铁矿品位以及煤矿品质和品种的限制，取材丰富，结构简单，技术可靠，环保性能优良，大幅降低了生产成本，特别是提高了生产过程中的附加值。

Description

一种直接还原铁生产用中频炉

技术领域

本发明涉及一种直接还原铁生产用中频炉，属于直接还原铁加工技术领域。

背景技术

我国钢铁工业迅速发展，已成为世界上第一产钢大国和耗钢大国。2011年钢产量突破7亿吨，年需要废钢9000多万吨，还原铁需求量为500万吨（其中进口还原铁为400多万吨），可我国直接还原铁的产量不及印度半个月的产量，造成钢铁公司的直接还原铁有大量的缺口，不得不花高价大量进口国外的直接还原铁。因此，我国并不是钢铁强国，钢铁产品在国际市场上没有竞争力，在钢材品种和质量方面，还不适应国民经济发展的要求。我国每年还要从国外及进口钢材4000余万吨（主要是优质钢和特种钢），而海绵铁正是解决优质钢和特种钢的唯一必备原材料。而我国的直接还原铁(海绵铁)年产量仅为60万吨，世界冶金行业把我国的海绵铁产量定为零。我国又是一个天然气和焦煤储量不丰富的国家，加之我国贫、细、杂的铁矿资源，直接还原铁一直不能形成规模化。因此，国家出台相关政策，鼓励发展直接还原铁和非焦炼铁工艺技术开发与应用。提高还原铁的产量与质量以及开发我国大量的贫、细、杂的铁矿资源以及含铁废料和丰富的煤炭资源，使其资源化是一件迫在眉睫的事业。

世界直接还原工艺个根据使用还原剂的不同，可分为两大类：使用气体还原剂的气基直接还原法和使用固体还原剂的煤基直接还原法。在走向钢铁强国的进程中，发展立足本国资源特征的海绵铁工业，才是发展钢铁强国的必经之路，气基直接还原法，主要分布在中东、南美等天然气资源丰富的地区，这些地区以电炉短流程为主的钢铁工业也得到迅猛发展。代表工艺为Midrex竖炉法、HYL反应罐法和流化床法。煤基直接还原法，主要分布在南非、印度、新西兰等地，天然气资源有限，但有优质的铁矿资源和丰富的煤炭资源。代表工艺有SL-RN法和Krupp法。

我国从能源储量和合理利用考虑，还不能为冶金工业生产提供足够的天然气，即使有气可用，成本也太高，生产一吨海绵铁，若用天然气要400—500m3，若用煤气，要1600m3。因此气基直接还原无法考虑。在国内使用较多的工艺有隧道窑工艺、回转窑工艺和倒焰窑工艺三种，均为煤基还原法，国内一些单位也做了一些其他工艺的研究实验，均未得到工业性生产的成功。因而煤基法生产海绵铁工艺是我国首选工艺。

倒焰窑在我国发展较早，其特点有：投资少、上马快、成本低、规模灵活、操作简单、对原材料要求低，但其产品质量差且不稳定，生产效率低、能耗高、劳动强度大、操作环境差、环境污染严重、装备水平落后、全人工操作，无机械化可言，但因其投资少还有一些小型企业在使用，国家不提倡使用。

回转窑工艺特点：机械化程度较高、操作环境较、污染较轻，但也存在这着产品成本高、投资大、易于发生结圈故障，产品质量较低，填充系数低（一般在10%—20%），产品分化率高。对原料及还原剂要求苛刻，生产效率较低，热效率低等缺点，在国内有几家使用过，但均不太成功。

传统的隧道窑工艺必须采用昂贵的耐火罐，工艺落后、能耗高（每吨直接还原铁要消耗500—650㎏还原用煤，还要消耗450—550㎏加热用煤）、还原时间长（48—76h）、劳动力消耗高、产品质量不稳定、生产运行成本高，销路不畅，此工艺还存在着环境污染严重（还原煤灰、废还原罐等固体废弃物多、粉尘多）、对原料要求过高（TFe≥66%）等缺点。

上述所有国内外的直接还原铁技术都无法利用低品位矿石以及含铁废料直接还原出高品位的还原铁产品。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种直接还原铁生产用中频炉。在我国低品位铁矿资源以及丰富煤炭资源的基础上，能将任意品位的块矿和适量还原剂混合后，经中频炉以直接还原成海绵铁。

本发明的技术方案。直接还原铁生产用中频炉，构造包括炉体，炉体外壁设有耐火保温材料，在耐火保温材料内设有线圈，在炉体内设有发热胆，发热胆两侧为加热隔层，炉体上方设有进料口和烟气管道，炉体底部的机座内设有出料口。

上述的直接还原铁生产用中频炉，在进料口下方，所述炉体内设有顶部为锥形的耐火分料层。

上述的直接还原铁生产用中频炉，所述加热隔层由上至下分为预热段、升温段和还原反应段。

现有的直接还原铁加工方法，可分为两大类：使用气体还原剂的气基直接还原法和使用固体还原剂的煤基直接还原法。无论是哪种方法，对还原的铁矿石原料品位均要求过高（TFe≥66%）。本发明能够将任意品位的块矿和适量炭块作为还原剂混合后，经本发明的装置以固态直接还原成海绵铁，金属化率可达96%以上。生产过程中所需要的能量是由外部电能所输入的，在整个工艺过程中没有外界空气进入，碳在还原铁的过程中中所派出的气体只有CO气体，整个烟气通过净化后得到纯净的CO气体，可直接用于发电，供还原中频炉自身使用。本发明的装置摆脱了对铁矿品位以及煤矿品质和品种的限制，还原剂既可以是焦煤、褐煤，也可以是大宗工业废弃物深度资源化回收过程中富集的碳粉，取材丰富，结构简单，技术可靠，环保性能优良，大幅降低了生产成本，特别是提高了生产过程中的附加值，能把最初含量很低，根本不能称之为矿的超低品位有价金属矿在直接还原铁的生产过程中在渣中或烟气回收物中富集成矿，形成新的资源。

具体实施方式

本发明的实施例。直接还原铁生产用中频炉，构造包括炉体，炉体外壁设置耐火保温材料4，在耐火保温材料4内安装线圈3，在炉体内安装发热胆6，发热胆6两侧为加热隔层5，物料在加热隔层5内进行还原反应，炉体上方设置进料口7和烟气管道8，炉体底部的机座2内安装出料口1。为了送料方便，在炉体内安装顶部为锥形的耐火分料层，能够将物料从进料口7进入后，通过耐火分料层9的锥形顶部分料，均匀滑落至加热隔层5。发热胆6采用碳化硅或石墨发热胆，也可以是金属体发热胆。所述加热隔层5由上至下分为预热段、升温段和还原反应段。

工作过程如下：

a、将脱硫剂、脱磷剂、还原剂混合后，再烘干至物料含水量小于3%，烘干后的物料，进行粉碎，物料粉碎粒度在1.5mm以下，得到还原添加剂。

b、将铁矿石粉碎后烘干，物料含水量小于3%；

c、将还原添加剂和铁矿石粉从进料口7送入中频炉的炉体内，物料进入加热隔层5中，通过发热胆6加热，物料先在预热段预热至300℃-500℃，进入升温段升温至900℃-950℃，再在还原反应段加热至950℃-1100℃进行还原反应，矿石中的氧化铁还原得到单质铁，然后落入机座2内的冷却段，等物料冷却后出炉。

d、出炉物料经进一步冷却后进行破碎，通过磁选，将还原的铁选出，再通过压块机压块成型，得到直接还原铁。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种直接还原铁生产用中频炉，构造包括炉体，其特征在于：炉体外壁设有耐火保温材料（4），在耐火保温材料（4）内设有线圈（3），在炉体内设有发热胆（6），发热胆（6）两侧为加热隔层（5），炉体上方设有进料口（7）和烟气管道（8），炉体底部的机座（2）内设有出料口（1）。

2.根据权利要求1所述的直接还原铁生产用中频炉，其特征在于：在进料口（7）下方，所述炉体内设有顶部为锥形的耐火分料层（9）。

3.根据权利要求1所述的直接还原铁生产用中频炉，其特征在于：所述加热隔层（5）由上至下分为预热段、升温段和还原反应段。